水库优化调度 结课论文
- 格式:doc
- 大小:50.00 KB
- 文档页数:8
关于大中型水库调度优化方案的探讨[摘要] 本文主要介绍了国内的现状,并以三峡水库调度运行中存在的问题为例。
详细说明了我国大中型水库现行调度方式所暴露出来的问题。
由此,也引发人们思考.如何才能建立一个优化的调度方式,促成水库调度的可持续发展。
[关键词]水库调度方式缺陷现状趋势生态调度前言目前,我国是一个水资源相对缺乏的国家,同时,我国水资源的时空分布上有南多北少、汛多枯少的特点,这种情况成水资源的利用率严重不足,大量的水资源白白浪费。
洪水径流集中发生在汛期,往往造成洪涝灾害。
水库的修建,是改变水资源时空分布不均的有效手段,是减少洪涝灾害、充分开发利用水资源系统的重要组成部分。
截止1979年底,lO万m3以上的水库总数达86000多座(水利部西北水利科学研究所等,1983)。
2002年在建60m以上大坝中,中国约占1/4(贾金生等,2004)。
随着改革开放的深入发展,各行业对水资源的要求越来越高。
因此,合理开发利用水资源,科学地进行水库调度,显得更加迫切更加重要。
一、水库调度主要基本a. 定义:水库调度即水库控制运用,是对已建水利水电枢纽合理有效的控制运用,达到充分发挥防洪、兴利效益的一种技术措施,属于非工程措施。
b. 任务:水库具有调节天然径流的作用。
一座规划设计合理、管理运用得当的水库,它不仅能防洪、灌溉,为城市提供优质水量,为工业提供廉价的电力,为交通提供经济的水运,为渔业提供丰富的水产,而且能为居民创造优美的环境,做到一库多用,一库多能,充分发挥水资源的综合效益。
c. 基本原则:在确保水电站大坝工程安全的前提下,分清发电与防洪及其他综合利用任务之间的主次关系,统一调度,使水库综合效益尽可能最大。
二、现状的调度方式a. 国内现状1. 主要的调度方式:目前,我国的水库调度主要是围绕防洪、发电、灌溉、供水、航运等综合利用效益所进行的。
依据水库既定的水利任务和要求而制定的蓄泄规则,就是我们通常所说的水库调度方式。
基于优化调度规律挖掘的水库调度运用常规的水库调度比较容易,但是无法充分发挥出水库的作用,常规调度图对水库运行的指导效果也非常有限,抑制了水库运行效益的提升。
优化调度可以改善常规调度图应用过程中的问题,将水库的运行效益充分发挥出来。
通过两种模型的建立和对比,实现了对水库调度规律的挖掘,并结合水库调度过程中的问题,对调度图进行了优化。
基于此,本文对基于优化调度规律挖掘的水库调度运用进行了探究。
标签:调度图;优化调度;调度规律挖掘;调度方案一、实例研究以某流域的梯级两座水库为例进行分析。
其中龙头水库(水库1)为年调节水库,下游水库2为径流式电站。
汛期为每年的6月~8月,径流资料采用龙头水库坝址1957年6月~2004年5月共47年天然长系列资料。
已知水库的特征曲线,水库常规调度图及灌溉、防凌等约束条件等。
1、方案对比分别运用上述模型及求解方法,对梯级水库进行调节汁算,与常规调度图模拟运行方案相比,优化调度模拟运行时,水库1、水库2及整个梯级,在年均发电量方面,分别增加0.68亿、0.09亿、0.77亿KW·h,相对提高百分比分别为5.38%、1.43%、4.07%;在年均弃水量方面,分别减少3.01亿、1.39亿、4.40亿,相对减少百分比分别为99.01%、32.40%、60.03%;在出力保证率方面,分别由85.99%、95.21%和88.83%提高到92.38%、96.99%、95.21%;两方案均能满足灌溉及防凌的任务要求。
从以上数据可以知道,调度图的有效应用可以提高水库运行发电的效率,并且效益的提升有很大的增长空间。
所以,可以对调度图进行优化,对水库调度进行全面分析,找出水库调度规律,制定完善的调度图,对水库工作进行科学的指导,使水库运行效果充分发挥出来,提高水库的经济效益。
对水库1中的两种方案进分析,结合总体的弃水情况可以发现,目前水库运行中使用的方法弃水量要比优化后的应用方案弃水量多的多。
关于水库兴利优化调度探析【摘要】水库兴利优化调度是目前水资源管理中一个重要课题,通过科学地调度水库水量,可以达到提高水资源利用效率的目的。
本文首先从水库兴利优化调度的重要性、背景与现状以及研究意义进行了介绍。
然后针对影响水库兴利优化调度的因素进行了分析,探讨了建立和求解优化模型的方法,以及实践案例的研究。
接着介绍了评价水库兴利优化调度效益的方法,以及该领域所面临的挑战。
最后结论部分突出了水库兴利优化调度的重要性,并展望了未来的发展前景和提出了相应的建议。
本文旨在提升水库兴利优化调度的效率,促进水资源的可持续利用。
【关键词】水库兴利优化调度、重要性、背景、现状、研究意义、影响因素、模型建立、求解、实践案例、效益评价方法、挑战、结论、前景展望、发展建议1. 引言1.1 水库兴利优化调度的重要性水库兴利优化调度对于水资源的有效管理和利用具有重要意义。
水库是重要的水资源调控设施,通过对水库的兴利优化调度,可以更好地调节水库的蓄水和放水,实现水资源的合理分配和利用。
水库兴利优化调度可以有效提高水库的蓄水利用率和发电效益,保障水库周边地区的水资源供应,减轻干旱和洪涝等自然灾害的影响。
水库兴利优化调度还可以提高水能资源的开发利用效率,促进水电产业的发展,推动国家经济的健康发展。
随着人口增加和城市化进程加快,水资源供需矛盾日益突出,水库兴利优化调度更显得重要。
通过科学合理地制定水库兴利优化调度方案,可以最大限度地提高水资源的利用效率,保障水资源的可持续利用,实现经济、社会和生态效益的统一。
水库兴利优化调度在当前水资源紧缺的背景下显得尤为重要,对促进水资源的可持续利用和国家经济的可持续发展具有重要意义。
1.2 水库兴利优化调度的背景与现状水库兴利优化调度是指通过科学合理地安排水库蓄水、放水,以最大化水库的综合效益,满足不同利益主体的需求。
在人类社会不断发展的今天,水资源的合理利用变得愈发重要,而水库兴利优化调度正是对水资源利用效率的一种重要方式。
关于水库兴利优化调度探析水库是重要的水资源调控工程,对于调节地表水资源的流量、保障灌溉等方面具有重要意义。
在现代社会发展的背景下,随着各种用水需求的增加,对水库的兴利优化调度也提出了更高的要求。
本文将探讨水库兴利优化调度的相关问题,分析其现状和存在的问题,并提出相应的解决途径,以期为相关领域的研究和实践提供参考。
一、水库兴利优化调度的意义和现状水库兴利优化调度是指通过合理的调度方案来保障水库的多种功能,如供水、发电、防洪等,以实现水资源的最大效益。
在当前社会发展的需求下,对水资源的需求种类繁多,对水库的利用方式也提出了更高的要求。
传统的水库调度方式可能已经不能满足现代社会的需求,因此需要对水库兴利优化调度进行深入研究和实践。
目前,我国水库兴利优化调度的现状是,虽然在理论上我们已经有了许多对于水库调度方面的研究成果,但是在实践中往往存在一些问题。
由于水库调度涉及到多方面的利益问题,存在一定的利益博弈和竞争,因此在实际操作中难免会出现一些局部的非最优调度情况。
由于水文气象条件的不确定性,水库的实际调度难免受到一定的限制,很难做到百分之百的最优调度。
由于水库的调度往往还需要考虑到一些生态环境、社会经济等方面的因素,因此难免会出现一些难以权衡和衡量的矛盾和冲突。
这些问题都制约了水库兴利优化调度的实际效果。
针对以上存在的问题,我们可以从多个方面来解决水库兴利优化调度的问题。
首先是在水库调度目标的确定上,可以应用多目标优化的方法,通过建立多目标优化模型,求解出一组最优解,以实现多种目标之间的合理协调。
其次是在应对不确定性方面,可以采用鲁棒优化的方法,通过对模型的参数做出一定的约束,使得调度方案对不确定性具有一定的稳健性。
再次是在调度方案的制定上,可以采用智能算法的方法,通过对调度方案的搜索和优化,求解出最优的调度方案。
最后是在调度实施方面,可以建立一个完善的水库调度管理系统,通过对各方面的利益进行权衡和协调,来实施最优的调度方案。
水库调度工作总结范文8篇篇1一、引言水库调度工作是水资源管理的重要环节,旨在通过科学的调度策略,确保水库的安全运行和水资源的合理利用。
本文将对我市某水库的调度工作进行全面总结,分析调度工作的成效与不足,并提出改进建议,为今后的水库调度工作提供参考。
二、水库基本情况该水库位于我市腹部地区,集雨面积为XX平方公里,总库容为XX万立方米。
水库的主要功能为防洪、灌溉、发电和供水。
近年来,随着我市经济的快速发展和人口的增长,水资源需求不断增大,水库调度工作面临着前所未有的挑战。
三、调度工作回顾1. 调度策略制定根据水库的实际情况和市场需求,我们制定了科学的调度策略。
在确保防洪安全的前提下,合理安排灌溉、发电和供水计划,力求实现水资源的最优配置。
同时,我们还考虑了生态环境保护的需求,确保水库的可持续发展。
2. 调度实施情况在调度实施过程中,我们严格按照既定的调度策略进行操作。
通过加强水库水位监测和水质检测,确保水库的水位和水质在合理范围内。
同时,我们还加强了与下游用户的沟通协调,确保调度决策得到有效执行。
3. 调度成效分析经过一年的调度工作实践,我们认为调度成效显著。
一方面,水库的防洪能力得到了充分体现,在多次强降雨过程中成功保障了下游群众的生命财产安全;另一方面,灌溉、发电和供水需求也得到了有效保障,基本满足了当地经济社会发展的需求。
此外,我们还积极开展了生态环境保护工作,确保了水库生态环境的持续改善。
四、存在的问题及原因分析尽管调度工作取得了显著成效,但仍存在一些问题亟待解决。
首先,调度决策过程中仍存在主观性和随意性,导致调度决策不够科学合理;其次,调度实施过程中存在监管不到位的情况,导致一些违规行为时有发生;最后,调度工作中还存在缺乏创新意识和手段的问题,需要进一步加强技术创新和人才培养。
五、改进建议与措施针对存在的问题及原因分析,我们提出以下改进建议与措施:一是建立完善的调度决策支持系统,提高调度决策的科学性和准确性;二是加强调度实施过程中的监管力度,确保调度决策得到有效执行;三是加强技术创新和人才培养力度,提高调度工作人员的专业素质和能力。
优化水库管理范文
一、为什么要优化水库管理
水库管理由过去的只专注于蓄水与发电功能,发展成现今的面向多种
功能的系统性管理,从而对社会及经济具有重要性。
国家政策指出,要坚
持水资源可持续利用的原则,水库管理结构,逐步实现水库功能的优化,
改善水库管理,以及提高水库生态环境,保障其可持续发展,既维护水资源,也满足水资源需求。
二、水库管理优化的方法
1、落实科学化管理
要把科学化的管理思想落实到水库管理实践中,首先要把水库管理工
作报表系统进行优化,实现水库管理数据的可视化管理,实现水库的短期、中期、长期规划及调度;同时,需要利用先进的科技手段,建立科学的监
测体系,改善水库控制、监测和管理机制,实现水库水资源的科学管理。
2、加强法律法规的完善
水库的管理,要求对于相关的管理制度及法律法规做出调整,改变旧
的管理模式,加强行政执法力度,完善水库管理水平,以便更好地服务社
会及经济发展。
3、改善人才结构
水库管理本身就是一个复杂的系统,要加强技术人才队伍的培训和招聘,制定有效的奖惩机制,改善人员分配和更新,为管理服务。
水库调度模式的优化及风险分析随着经济的发展以及城市化的加速,水资源的可持续利用已经成为我们必须面对的重大问题。
水库作为制定水资源保护和利用策略的关键因素,其调度模式的优化至关重要。
在这篇文章中,我们将重点探讨水库调度模式的优化及风险分析,以期为相关领域的工作提供一些有益的借鉴。
一、水库调度模式的现状分析首先,我们需要了解当前水库调度模式的现状。
在我国,水库调度模式多种多样,但主要分为以下几种:1. 传统的定性方法,该方法主要依赖于专家经验和实践经验,缺乏科学性和可靠性。
2. 经验公式法,该方法基于对历史调度数据的回归分析和逐步优化,其理论较为先进,但受制于数据的质量和数量。
3. 模型预测法,该方法利用数学模型对水库泄洪、蓄水等动态过程进行预测,较为精准,但需要建立适当的模型和收集相关数据。
根据以上分析,我们可以看出各种方法都有其优缺点,但总的来说当前水库调度模式存在优化空间,需要进一步研究和改进。
二、水库调度模式的优化1. 数学模型的建立针对不同类型的水库,我们可以建立相应的数学模型,通过对数据的收集和预测来确定最优的调度方案。
同时,我们还可以引入人工智能等新兴技术,以提高调度的精确度和可靠性。
2. 风险分析考虑到水库调度中可能存在的各种风险因素,如洪水、干旱、水质等问题,我们应该对不同情况做出相应的应对策略。
比如,在面对洪水的情况下,我们可以通过增加泄洪流量、提前排空水库等措施来减轻灾害;在面对干旱的情况下,我们可以采取节约用水、提高水资源的再生利用率等策略来应对。
三、水库调度模式的风险分析水库调度模式的风险分析应该分为两个方面:一是自然风险,包括洪水、干旱、地震等因素;二是人为风险,包括技术事故、安全问题、管理不当等因素。
我们应该对不同风险因素进行综合分析和评估,并制定相应的应对预案,以确保水库调度的顺畅和安全。
1. 洪灾风险分析洪灾是水库调度中最常见的风险因素之一。
为了降低洪灾的风险及其带来的灾害损失,我们应该采取以下策略:1)加强调度管理,提高泄洪效率。
水电厂水库调度管理工作优化措施探讨摘要:一般来说,以发电为主的大中型水电厂都有防洪与兴利的任务,是综合利用水资源的主要部门,故应在保证大坝安全的前提下,尽量保持较高的水头,减少弃水,按保证出力满足电力系统需要。
这就要求水库管理人员在水利枢纽规划设计的基础上,根据水库的水文、气象特性,实际情况及当年的径流预报资料和系统要求,编制出完整的水库调度方案,选择合理的水库运用方式,以达到经济效益最大化之目的。
关键词:水电厂;水库调度;管理工作;优化措施一、水电厂水库调度一个水库可以有许多不同的利用方式,因而会带来不同的效益,特别是综合利用的水库,防洪与兴利的矛盾尤为突出,各兴利部门在用水上也存在很大的矛盾。
要处理好这些矛盾,提高水库的综合效益,就要有科学的利用方法,即水库调度的方法。
根据水库调度工作特点,一般可分为洪水调度和电力调度,它们各自的任务如下:洪水调度的基本任务是在确保工程安全的前提下,对调洪水兴利的库容进行合理安排,充分发挥水库的综合效益:根据天气预报,合理安排洪前发电预腾库容;优化洪水调度,根据洪水预报提出预泄方案,避免出现最大出库流量超过最大入库洪峰流量。
电力调度的任务则是利用水库的蓄水调节能力,重新分配河流的天然来水或上游电站的发电用水和闸门弃水,使之更符合电力系统的用水要求:(1)合理安排有调节能力的水电站发电,避免有调节性能的水库水位长期在降低出力区运行;(2)水电站水库调度运行中,除特殊情况外,最低运行水位不得低于死水位,多年调节水库在蓄水正常的情况下,年供水期末库水位应控制不低于年消落水位;(3)若各大水库较长时间来水少,库存电量无法满足发电平衡,甚至失去水电顶峰发电或事故备用的能力,需及时提出控制水电发电预警。
二、水电站水库优化调度的特性1、一般的优化调度方法一般的水电站水库优化调度方法是国际上广泛应用的方法,是利用历史上的水文统计资料,选择比较典型的来水作为代表年,然后进行水能的调节计算,利用包络线绘制的水库调度图对水电站的运行进行指导。
水库多目标优化调度水库是人类对水资源进行调控和管理的重要基础设施之一,其优化调度对于实现水资源的高效利用、水文气象灾害的防控以及保障区域经济社会可持续发展具有重要意义。
随着水资源需求日益增加和水环境保护要求的提高,水库优化调度面临着更为复杂的多目标问题。
本文将从问题提出、优化模型建立、算法求解和实施效果评价等方面进行探讨。
1. 问题提出水库多目标优化调度的核心问题是在满足多个目标的约束条件下,确定最优的水库调度策略。
常见的水库调度目标包括:保障下游河流生态环境、满足上游农田灌溉和城市供水需求、发电优先等。
同时,还需考虑到水库间的相互影响以及水文气象条件的变化等因素。
因此,水库多目标优化调度问题是一个典型的复杂动态规划问题。
2. 优化模型建立为了解决水库多目标优化调度问题,需要建立相应的优化模型。
优化模型的基本思想是将水库调度过程转化为一个数学规划问题。
常用的数学规划方法包括线性规划、整数规划、动态规划、遗传算法等。
根据具体的调度目标和约束条件,选择适合的优化模型。
以线性规划为例,假设有n个水库,目标是最大化发电量和满足下游灌溉需求。
建立线性规划模型如下:目标函数:Maximize Σ(wi * xi + si * yi)约束条件:1) Σ(xi) ≤ Qmax (发电容量约束)2) Σ(yi) ≤ Imax (灌溉需求约束)3) Σ(mij * xi) ≤ Dmaxj (下游需求约束)4) xi, yi ≥ 0 (调度决策变量非负)其中,wi和si分别表示第i个水库单位发电产量和灌溉效益;xi和yi分别表示第i个水库的发电量和灌溉量;mij表示第i个水库供水给第j个下游区域的单位供水量;Qmax、Imax和Dmaxj分别表示发电容量上限、灌溉需求上限和下游需求上限。
3. 算法求解对于复杂的水库多目标优化调度问题,常常采用启发式算法进行求解。
常见的启发式算法有遗传算法、模拟退火算法、粒子群优化算法等。
水利毕业论文水库群防洪调度控制系统关键技术水利毕业论文:水库群防洪调度控制系统关键技术摘要:本文主要研究了水库群防洪调度控制系统的关键技术。
通过分析当前水库调度控制系统在防洪工作中存在的问题,提出了一种基于先进技术的水库群防洪调度控制系统。
该系统通过使用先进的数据采集、处理和分析算法,能够准确预测洪水的发生并及时采取相应的调度措施,从而实现对水库群的安全管理。
引言:随着气候变化和人类活动的增加,洪水灾害在全球范围内频发,给人民生命财产造成了巨大损失。
为了更好地防御洪水灾害,提高防洪工作的效率和准确性,水库群防洪调度控制系统应运而生。
本文将重点研究水库群防洪调度控制系统的关键技术,力求为防洪工作提供更科学、高效的解决方案。
一、水库群防洪调度控制系统的背景和意义1.1 水库群防洪调度控制系统的定义水库群防洪调度控制系统是指通过一系列的技术手段和算法,对水库群进行实时监测、数据采集和分析处理,以便预测洪水的发生,并及时采取相应的调度措施进行防洪。
1.2 水库群防洪调度控制系统的意义水库群防洪调度控制系统的建立可以提高对洪水的响应速度和防洪效果,有效减少洪水灾害的发生。
通过对水库群进行实时监测和数据分析,可以更准确地预测洪水的规模和影响范围,从而让防洪措施更有针对性和科学性。
二、水库群防洪调度控制系统的关键技术2.1 数据采集技术为了实现水库群的实时监测和数据分析,需要先进的数据采集技术。
可以利用传感器、监测设备和遥感技术等手段,将水库的水位、流量、降雨量等数据采集并传输到调度控制中心,以供后续分析和预测使用。
2.2 数据处理和分析技术采集到的水库数据需要经过处理和分析,以便得到有用的信息和结果。
这可以通过使用数学模型、统计方法和机器学习算法等技术手段来实现。
通过对大量历史数据的分析和建模,可以建立准确的水库洪水预测模型,为防洪工作提供依据。
2.3 调度控制技术水库群防洪调度控制系统需要具备实时控制和调度能力,以便在洪水来临时及时采取相应的措施。
水库群优化调度总结报告 -----水文专业姓名:学号:专业:时间:河海大学文天学院2013年9月目录一、概述 (3)二、线性规划非线性规划方法 (4)2.1 线性规划 (4)2.2 非线性规划 (4)三、动态规划(DP) (4)四、增量动态规划(IDP) (6)五、两时段滑动寻优算法(POA) (6)六、轮库迭代法 (7)七、总结 (7)一、概述水库优化调度是一个多阶段决策过程的最优化问题, 是在常规调度和系统工程的一些优化理论及其技术的基础上发展起来的。
其基本内容可描述为:根据水库的入流过程,遵照优化调度准则,运用最优化方法,寻求比较理想的水库调度方案,使发电、防洪、灌溉、供水等各部门在整个分析期内的总效益最大。
通过水库优化调度,可以解决各用水部门之间的矛盾,经济合理地利用水资源及水能资源,因而,在现今我国乃至世界水资源贫乏、开采利用不合理的情况下,水库优化调度具有非常重要的意义。
开展水库的优化调度研究工作,提高水库的管理水平,几乎在不增加任何额外投资的条件下,便可获得显著的经济效益。
关于水库优化调度的研究最早从20世纪40年代开始,美国人Mases于1946年最早将优化概念引入水库优化调度。
国内的相关研究则是从上世纪60年代起步。
华中科技大学的张勇传是国内水库优化调度的开拓者。
这些年,随着系统工程优化理论和数学规划理论的日臻完善,随着计算机技术在这两大领域的应用,水库优化调度的方法也愈加丰富。
从径流描述上分,一般可分为确定型和随机型两种;从所包含的水库数目划分,可分为单库优化调度和水库群优化调度两方面。
单从优化调度所采用的优化方法划分,一般可分为线性规划、非线性规划、动态规划、增量动态规划、两时段滑动寻优算法和轮库迭代法等。
二、线性规划非线性规划方法2.1 线性规划线性规划是水库优化调度中较简单且应用广泛的规划方法。
这种方法不需要初始决策,结果收敛于全局最优解,在大规模问题的求解中用的较多。
梯级水库群联合调度优化算法及其应用实践
摘要:本文针对梯级水库群联合调度优化问题,提出了一种高效的优化算法,并成功应用于某工程实践中。首先,分析了梯级水库群特点及调度问题的复杂性,建立了相应的多目标优化数学模型;然后,设计了一种创新的优化算法, 通过算法步骤的详细阐述和性能分析,证明了该算法的有效性和优势;最后,将优化算法应用于某工程实践中,取得了良好的优化效果,为工程调度决策提供了有力支撑。该研究成果不仅丰富了水资源优化调度理论, 也为梯级水库群联合调度实践提供了有益参考。
关键词:梯级水库群;联合调度;优化算法;应用 1. 引言 水资源是支撑社会经济发展的基础资源之一,合理调控和高效利用水资源对于满足人类生产生活需求、维护生态环境平衡至关重要。在水资源开发利用过程中,常常会建设多座水库形成梯级水库群,通过这些梯级水库群的联合调度可以实现更加充分高效的水资源利用。然而,梯级水库群的联合调度优化是一个复杂的多目标优化问题,涉及诸多因素和约束条件,需要采用先进的优化算法进行求解。
2. 梯级水库群联合调度优化问题分析 2.1 梯级水库群特点及调度问题的复杂性 梯级水库群是指沿河流方向连续布设的一组水库,通过水库连续蓄泄调节,可以实现水资源的优化配置。梯级水库群具有以下主要特点:
1) 水库位置相对固定,相互联系密切,调度时需要考虑各水库的联动关系。 2) 水库调度目标通常包括发电、灌溉、防洪、航运等多个方面,存在诸多冲突和矛盾。
3) 水库调度受来水量、电力负荷、灌溉需求等诸多不确定因素的影响,调度过程极为复杂。
4) 水库调度涉及众多约束条件,如水位、出库流量、发电等,约束条件繁多且相互耦合。
2.2 多目标优化问题的数学建模 为了更好地描述梯级水库群联合调度优化问题,可以建立如下的多目标优化数学模型:
目标函数: max f1(x) = 发电收益 max f2(x) = 灌溉供水量 min f3(x) = 防洪风险 约束条件: 水位约束: hmin ≤ h(t) ≤ hmax 出库流量约束: Qmin ≤ Q(t) ≤ Qmax 水量平衡约束: V(t+1) = V(t) + I(t) - Q(t) 联动约束: Qi(t) = f(Q1(t), Q2(t), ..., Qn(t)) 其中,x表示决策变量,包括各水库的出库流量、水位等;f1、f2、f3分别代表发电收益、灌溉供水量、防洪风险等目标函数;hmin、hmax为水位约束;Qmin、Qmax为出库流量约束;V(t)为水库蓄水量,I(t)为来水量,Q(t)为出库流量;Qi(t)表示第i座水库的出库流量,与上下游水库的出库流量存在联动关系。 上述多目标优化模型可以概括为:在满足各种约束条件的前提下,协调发电、灌溉、防洪等目标之间的矛盾,实现水资源的最优配置。这是一个典型的复杂的多目标优化问题,需要采用先进的算法进行求解。
运筹学理论在东武仕水库优化调度研究中的应用1 引言水库调度是水库运行管理的中心环节,调度水平的高低直接影响水库效益的发挥,但水库调度是一个复杂的的决策问题。
由于水库的来水量每年不同,一年内的来水过程也多种多样。
水库的来水与需水之间存在着矛盾,为了解决供需矛盾,使水库的蓄水量利用达到最优,需对水库的水量进行优化调度。
2 东武仕水库基本情况东武仕水库是邯郸市管辖的唯一一座大型水库、位于子牙河系滏阳河上游,控制流域面积340平方公里,是一座以防洪和供水为主,兼顾灌溉、发电等多种功能的水利枢纽工程。
被称为邯郸市的“屏障工程”和“生命工程”,在邯郸市的社会发展和经济建设中发挥着重要作用。
东武仕水库的入库水量分为地表来水量和地下来水量两部分。
其中,地表来水量包括水库流域的自产地表径流量,大、小跃峰渠引漳入库水量,峰峰矿区的污水量。
地下来水量包括黑龙洞泉群溢出量和部分矿井疏干水量。
水库影响范围内耕地面积335.32万亩,人口330.95万人,60个乡镇,并且影响范围内包括邯郸重要企业,如马头发电总厂、邯郸钢铁集团有限公司、邯郸发达纺织集团、邯郸电厂、成峰工业走廊、邯武工业走廊、冀中能源集团等。
防洪重点保护对象有邯郸市主城区、磁县县城、马头生态工业城等重要城镇以及京广铁路、邯济铁路、京珠高速公路、青兰高速公路、石武高速铁路客运专线、107国道、309国道等重要交通干线。
3 水库优化调度研究3.1 研究目的水库调度可分为两大类,第一类为传统调度方式,它完全依据历史资料,利用历史资料绘制含有若干分区的调度图,在使用时按面临时段的坝前水位或入库流量确定水库的操作方式。
这种方法虽简明直观,但它在对新科技的应用,预报信息的使用,客观条件变化对调度结果的影响分析等诸方面都存在明显的不足,而且所得调度方案只是一个合理的方案,而不是最优的方案。
第二类为优化调度方法,它是在己知系统结构类型,水电站及其水库,系统其他组成单元的功能、任务、参数、特性等原始数据和各种信息的约束条件下,为满足国民经济各有关部门和社会的要求,按运行调度基本原则,利用一定优化理论方法和技术,制定和实现对水资源的优化利用和控制方式,即寻求系统和水电站及其水库的最优运行调度方式。
水库调度与水资源利用的优化水库调度在水资源管理中起着至关重要的作用。
通过合理的水库调度,可以实现对水资源的优化利用,保障灌溉、供水、发电等各个方面的需求。
本文将探讨水库调度与水资源利用的优化问题,并提出相应的解决方案。
一、水库调度的重要性水库作为水资源调度的重要手段,具有调节水量、调节水位、调节水质等多种功能。
水库调度的合理性直接影响着水资源的合理利用和安全供需。
通过合理调度,可以最大限度地满足不同水利需求,提高水资源利用效率,减少水资源浪费。
二、水库调度的基本原则1. 综合性原则:水库调度要综合考虑农业、工业、生态等多方面的需求,确保各个需求能够得到合理满足。
2. 公平性原则:水库调度要尽量平衡各个地区的水资源分配,避免过度偏袒某一地区或行业。
3. 经济性原则:水库调度要以经济效益为导向,确保水资源的合理配置,减少资源浪费。
4. 安全性原则:水库调度要确保水库的安全运行,避免出现灾害事故,保障人民生命财产安全。
三、优化水库调度的方法1. 建立水资源评估模型:通过建立水资源评估模型,可以对水库调度进行科学分析和优化。
模型中应包括降雨、蒸发、径流、水库水位等关键参数,以确保调度决策的准确性和科学性。
2. 采用多目标规划方法:水库调度具有多个目标,如保证水库安全、最大限度地满足供水需求等。
采用多目标规划方法可以考虑这些目标的权重,进行优化调度决策。
3. 制定差异化调度策略:针对不同地区和行业的需求差异,制定差异化的调度策略。
比如,对于农业用水需求较大的地区,可以采取分时段供水的策略,以提高用水效率。
4. 加强跨区域协调与合作:水库调度涉及多个地区的利益,需要各地区加强协调与合作,形成统一的调度决策,确保水资源的优化利用。
四、水资源利用的优化除了水库调度外,水资源的利用也需要优化。
具体措施如下:1. 推广水资源节约利用技术:通过引进节水灌溉技术、水资源回收利用技术等,可有效降低用水量,提高水资源利用效率。
梯级水库群水资源优化调度研究近年来,随着人口的不断增加和经济的快速发展,水资源的需求量越来越大,而水资源的供给量却在逐渐减少。
为了更好地保障人们的生活和工业生产的需要,关于水资源的优化调度成为了人们热议的话题。
梯级水库群的建立和水资源的优化调度,既可以消除洪涝灾害,又可以保护生态环境,还可以满足人们的生产和生活需求。
本文旨在探讨梯级水库群在水资源优化调度中的作用和应用。
1. 梯级水库群的建立梯级水库群是在一定的地理条件下,依基础水文和经济技术因素,将多个水库连成整体系统,按照水文规律和经济技术因素,建造不同高差、容积和形式的水库,形成一定的水文关系。
梯级水库群建设不仅可以保证水资源的储存和利用,还可以有效地防治洪涝灾害,促进生态环境的改善。
梯级水库群建设需要考虑多种因素,例如地理环境、经济情况、水文特征等。
通过合理的选址和布局,可以最大限度地发挥梯级水库群的效益。
2. 水资源的优化调度水资源的优化调度是针对水资源的供给量和需求量进行合理配置的一种调度方法。
通过对水资源的分析和利用,可以保证水资源的合理利用和最大限度地满足人们的需求。
水资源的优化调度需要考虑多种因素,例如水库群的地理位置、水文特征、水库的容积和水位等。
在对水资源进行调度的过程中,需要根据实际情况进行调整和改变,以达到最佳的水资源利用效果。
3. 梯级水库群在水资源优化调度中的作用梯级水库群在水资源优化调度中起着至关重要的作用。
首先,通过梯级水库群的建立和调度,可以充分利用水资源,避免水资源的浪费。
其次,梯级水库群的调度可以使水资源的供需状况得到平衡,避免供水不足或者供水过多的情况发生。
再次,通过梯级水库群的调度,可以有效地减少洪涝灾害的发生。
此外,梯级水库群的建立以及优化调度还能够保护生态环境,促进经济的发展。
4. 梯级水库群水资源优化调度技术梯级水库群水资源优化调度技术是一种重要的技术手段,它可以有效地对梯级水库群的水资源进行调度和管理。
2023年水库调度工作总结范文8篇第1篇示例:2023年已经过去,作为水库管理者,我们回顾这一年的水库调度工作,不仅可以总结经验,更能够发现不足之处,为以后的工作提供参考。
本文将就2023年水库调度工作进行总结,希望能够对未来的工作提供启示。
一、2023年水库调度工作回顾1. 制定合理的水库调度方案在2023年,我们根据当年的降雨情况、水库目前水位情况以及供水需求等因素,制定了一套合理的水库调度方案。
通过科学分析和精细计算,我们确保了水库蓄水量的合理分配,保障了周边地区的用水需求。
2. 加强水库调度监测为了及时了解水库的蓄水情况、水质状况以及周边需水情况,我们加强了对水库的调度监测工作。
通过科技手段,我们可以实时监测水库的各项数据,及时调整水库的出水量,保证了水库的安全运行。
3. 做好水库防洪工作2023年,我国遭遇了一系列极端天气事件,洪水频发。
作为水库管理者,我们及时响应国家防汛指挥部的调度,加强了水库的防洪工作。
通过及时蓄水和调整出水量,我们成功化解了多起洪灾,保障了周边居民的生命财产安全。
4. 完善水库应急预案在2023年,我们根据实际情况,不断完善水库的应急预案。
针对不同情况制定了应对措施,提前做好准备工作,以应对各种突发情况。
在水灾来临时,我们可以迅速响应,有效处理,保障了水库及周边地区的安全。
5. 加强水库管理与维护2023年,我们加强了对水库的日常管理与维护工作。
定期检查水库设施的完好情况,加强设备的维护保养,及时处理设施的损坏与问题,确保水库设施的正常运行,为水库调度工作提供保障。
1. 技术水平有待提升在2023年,我们发现自身在技术水平上还有待提升。
尽管我们每天都在努力学习和实践,但是在应对某些特殊情况时,我们的技术水平还有欠缺之处。
希望在未来能够加强技术培训,提升团队整体水平。
2. 水库设施老化严重2023年,我们发现水库的一些设施已经有些老化严重,需要进行及时的维修与更新。
关于水库兴利优化调度探析水库是一种重要的水资源调节设施,其在保障人民生活用水、农田灌溉、防洪减灾等方面都发挥着重要作用。
对水库的兴利优化调度具有重要意义。
本文将对水库兴利优化调度进行探析,以期能更好地发挥水库的作用,实现资源的最大化利用。
一、水库兴利优化调度的现状目前,我国水库的兴利优化调度存在一些问题。
首先是水资源利用效率不高。
由于水库兴利调度受到多种因素的制约,导致在一定程度上浪费了水资源。
其次是对水库运行数据的分析不足。
目前,对水库运行数据的分析还比较粗糙,没有充分挖掘数据中潜在的规律和内在联系,导致了水库运行的局部最优,而不是全局最优。
再次是缺乏科学合理的兴利调度方案。
由于兴利调度受到多种因素的影响,现有的调度方案在兼顾各种因素的情况下,往往难以找到一个最佳的方案,导致了兴利效率的下降。
针对水库兴利优化调度存在的问题,需要采取一些关键技术进行改进。
首先是建立水库运行数据的高精度模型。
通过建立精确的水库运行数据模型,可以更加准确地预测水资源的变化情况,为兴利调度提供更为科学的依据。
其次是加强对水库运行数据的分析。
通过对水库运行数据的深入分析,可以挖掘出数据中的规律和内在联系,为兴利调度提供更为科学的依据。
再次是建立科学合理的兴利调度方案。
通过对水库运行数据的分析,根据实际情况制定科学合理的兴利调度方案,使得水资源得到更好的充分利用。
水库兴利优化调度具有重要的意义与价值。
首先是提高水资源利用效率。
通过水库兴利优化调度,可以实现水资源的合理分配和充分利用,提高水资源的利用效率。
其次是提高水库的经济效益。
通过水库兴利优化调度,可以提高水库的兴利效率,增加水库的经济效益。
再次是提高水库的社会效益。
通过水库兴利优化调度,可以保障人民生活用水、农田灌溉、防洪减灾等方面的需求,提高水库的社会效益。
水库兴利优化调度具有重要的意义与价值,但在实践中还存在一些问题,需要采取相关的技术进行改进。
希望通过不断的努力,可以更好地发挥水库的作用,实现资源的最大化利用。
水库优化调度技术浅谈 摘要:随着我国各方面的迅速发展,大规模的水电站水库群逐渐形成,对其进行的综合调度与运行管理变的越来越复杂,其地位和作用也越来越突出。本论文着重介绍了水库优化调度的研究现状与发展趋势,以及存在的各种优缺点,将实际问题引入到水库调度问题中,探讨了水库综合利用的调度模式。 关键词:水库优化调度
1 引 言 随着国家各方面的的迅速发展,大规模的水电站水库群逐渐形成,水库调度的地位和作用越来越突出,如何最大限度地发挥水库效益,一直是水库调度研究的主要方向之一。水库调度是根据水库所承担的水利水电任务的主次和规定的运用原则,凭借水库的调蓄能力,在保证大坝安全和防洪安全的前提下,对入库水量过程进行调节,实现多发电、提高综合利用效益的一种水库运用控制技术。水库综合利用涉及到发电、供水、防洪、防凌、航运等多种目标,同时由于参与水库调度的各部门之间存在着多种功能协同和利益协调关系,其功能交联及利益冲突现象严重,因此,如何在参与水库调度各部门的分管协调下,形成统一的、一体化的调度模式,是水库调度的重要议题之一。 水电站水库的运行情况与河川径流密切相关,河川径流的多变性和不重复性给水库运行调度带来很大困难。尤其是年调节水电站的水库,由于缺乏准确可靠的长期水文预报,在水库运用管理上往往容易造成一些不必要的失误。例如,在供水期开始,为了想多发电,水电站以较大出力工作,结果供水期还未结束,水库就可能提前放空,使电站在汛前一段时间里,以天然来水量发电,不能满足电站保证出力的要求,破坏了电力系统的正常工作。反之,在供水期开始,由于担心以后来水少,为避免正常工作遭破坏,水电站在整个供水期均按保证出力工作,结果在下一个汛期到来时水库可能仍未放空,汛期水库又很快蓄满,造成大量弃水,这样就不能充分利用水能。以上情况也可能同样会发生在蓄水期。 因此,水库调度在很大程度上依赖于未来径流情势,遗憾地是目前对未来径流尚无法准确预知。但是客观世界中的任何事物都具有一定的规律,可以认为,未来某个时段的径流情势是一个随机变量,对于某个调度期,可以根据各时段径流的概率分布,综合考虑防洪、蓄水、灌溉、城市供水与发电等各方面的要求,得到该调度期内预估的水库调度计划。这将涉及多个随机变量(每个时段径流均视为随机变量)的复杂运算。 对于梯级水库群来说,在忽略了蒸发、渗漏、区间入流等因素的影响下,下游水库的来水量应等于上游水库考虑流达时间后的泄水量。梯级水库群的调度不仅要考虑各时段径流的配合,还要考虑各水库之间的配合,才能在调度期内使所有水库的综合效益达到最大。梯级水库群的综合调度涉及了众多变量,对其进行调度相当复杂。目前对两级水库调度的研究比较成熟,多级水库的调度只能将其简化为两级水— 欢迎下载 2 库的调度情况。直接对多级水库调度进行研究的相对较少,其原因主要是涉及的随机变量数目众多,难
以克服“维数灾”问题。 不论是中长期还是实时水库调度都依赖于既定的调度规则,调度规则是指导水库运行的有效工具。随着新方法不断引入到水库调度之中,处理水库调度的多目标、多变量、非线性的能力日益增强,人们期待水库调度能考虑更多的影响因素,利用更大范围的信息量,且能融入决策者的经验与知识,这些都对调度规则的获取提出了更高的要求。
2 国内外研究进展 2.1水库调度分类 水库调度从时间上划分,一般可分为中长期(年、月、旬)调度和短期(周、口、时)调度;从径流描述上划分,一般可分为确定型和随机型两种;从采用的方法上划分,可分为常规调度、优化调度和模拟调度等,其中优化方法一般可分为线性规划、动态规划(增量动态规划、离散微分动态规划、逐次逼近法、逐步优化算法POA)聚合分解法和大系统分解协调法等;从分布状况上划分,一般可分为单库、梯级、并联和混联形式的水库群优化调度。下面按不同方式对水库调度进行分类: 1.按水库目标分。 (1)防洪调度。防洪调度方式是根据河流上、下游防洪及水库的防洪要求、自然条件、洪水特性、工程情况而合理拟定的。 (2)兴利调度。兴利调度一般包括发电调度、灌溉调度以及工业、城市供水与航运对水库调度的要求等。 (3)综合利用调度。如果水库承担有发电、防洪、灌溉、给水、航运等多方面的任务,则应根据综合利用原则,使国民经济各部门的要求得到较好的协调,使水库获得较好的综合利用效益。 2.按水库数目分。 (1)单一水库调度。为了说明水库调度的原则、方法,多从基本的最简单的单一水库入手,进而引申到水库群联合调度。 (2)水库群的联合调度又包括并联水库、梯级水库群(串联水库群)和混联水库群调度。并联水库指位于不同河流上或位于同一河流的不同支流上的水库群,各水库水电站之间有电力联系没有水力联系,但在同一河流不同支流上的水库群还要共同保证下游某些水利部门的任务,例如防洪。梯级水库群(串联水库群)指位于同一河流的上、下游形成串联形式的水库群,各水库水电站之间有直接的径流联系。混联水库群是串联与并联的组合形式。 3.按调度周期分。 — 欢迎下载 3 水库调度实际是确定水库运用时期的供、蓄水量和调节方式。根据水库运用的周期长短可分中长期
调度和短期调度。 (1)中长期调度。对于具有年调节以上性能的水电站水库,首先要安排调节年度内的运行方式、供水、蓄水的情况。具体内容是以水电厂水库调度为中心,包括电力系统的长期电力电量平衡、设备检修计划的安排、备用方式的确定、水库入流预报及分析、洪水控制和水库群优化调度等。 (2)短期调度与厂内经济运行。短期调度主要研究的是电力系统的日(周)电力电量平衡,水火电厂有功负荷和无功负荷的合理分配,负荷预测,备用容量的确定和合理接入方式等。厂内经济运行主要研究电厂动力设备的动力特性和动力指标,机组间负荷的合理分配,最优的运转机组数和机组的起动、停用计划等。 2.2水库优化调度方法介绍 新与水库调度分为常规调度和优化调度相对应,水库调度方法可以分为常规方法和系统分析方法。其中常规方法包括时历法和统计法。系统分析方法是从全局出发来探索增加整个系统的效益,而不是着眼于系统中某一部分效益的增加。所以必须明确地了解系统的结构,如系统的内在矛盾和因果关系,系统外的边界情况以及因为边界情况的改变对整个系统效益的影响等。系统分析方法一般可分为数学规划及概率模型两大类。数学规划在系统分析中占显要地位,其中包括线性规划、非线性规划、网络系统分析、动态规划等;概率模型考虑事态发生的不可靠性,其中包括排队论、马尔可夫决策过程、系统可靠性分析等。另外还有决策分析、模拟、模糊集理论和大系统分解协调技术等。 一、线性规划 线性规划是静态优化方法,其数学模型的目标函数和约束条件均是线性的,该法于1939年提出。现在线性规划模型已成为应用最为广泛的一种规划方法,有成熟、通用的求解方法及程序,因此在水资源系统规划、设计、施工和管理运行中都已得到广泛应用。 二、非线性规划 非线性规划能有效地处理许多其它数学方法不能处理的不可分目标函数和非线性约束优化问题。但由于其优化过程较慢,需占用大量计算机内存,且比线性规划复杂,无通用求解方法和程序,一般是根据数学模型的具体形式寻求具体的解法,这使得它在水资源系统分析中的应用不如动态规划及线性规划那样广泛。 三、动态规划(DP方法) 动态规划是解决多阶段决策过程最优化的一种数学方法,根据多阶段决策问题的特点,把多阶段决策问题变换为一系列互相联系的单阶段决策问题,然后逐个加以解决。其特点是易于引入水资源系统的非线性和随机性,并可以把高维问题分解为一系列低维递推子问题求解;缺点是用DP法求解时,需要— 欢迎下载 4 离散状态变量,占用内存多,计算工作量大,耗费机时,易导致维数灾。在水库(群)优化调度中,
DP一般以时段作为阶段,时段单位可以是季、月、旬,也可以是周、口、时;时段长度可以采用均匀的,也可以是不均匀的。状态变量的选取原则是满足无后效性,由于DP法存在“维数灾”(即随着状态变量维数的增加,所需的计算机内存和机时会大大增加,甚至使问题无法求解),因而状态变量的选取必须慎重,一般来说,各库时段初库蓄水量或水位是首选的状态变量。至于决策变量,可取面临时段各库的排放流量、时段末库水位。 (1)随机型动态规划。 随机动态规划模型较好地反映了径流实际,一般以年为周期进行循环计算,可得到稳定的运行策略和调度图。其缺点是计算工作量太大,尤其当水库数目增加时,往往产生无法避免的“维数灾”,所以它常用于单库优化调度中,对水库群目前只限于两个水库。 当入库径流为随机时,不仅本时段或下时段需考虑不同机率的入流量,相应的目标亦为计入不同机率流量的数学期望值,而且当相邻时段径流间具有密切的相关关系需要计入时,增加了一个状态变量,使得问题更为复杂。根据相邻时段径流间是否相关和有无本时段径流预报,可将随机型水库群优化调度分为四类。 在径流独立无预报即第一种情况下,1座水电站水库只有1个状态变量V(水库水位或蓄水量),p座水电站水库共有p个状态变量。若1座水电站水库有m个离散状态数,则p座水电站水库的总状态数为mp个。当水库为两座时,还可用常规的动态规划法联合求解,一旦水库超过3座,则在计算机储存量上已很困难。通常采用聚合分解法或动态规划逐次逼近法求解。这样,一个p库p个状态变量的问题,经过聚合分解可化为(p-1)个两库两状态变量问题。 (2)确定型动态规划 其研究比随机型DP差不多晚十年,优点是计算工作量相对较小,可选用的优化方法多,包括离散微分动态规划(DDDP)、增量动态规划、微分动态规划等;缺点是径流资料太短时,所获得的优化调度代表性差,最优性在理论上没有保证。若用模拟法生成人工径流资料,可弥补其代表性差的缺点,同时也考虑了径流的随机因素。 对于确定型动态规划,虽然入库径流是确定的,计算量小得多,但当考虑的水库数目较多时,仍会遇到维数灾问题。因此各国学者一直致力于寻求有效的降维方法,目前已提出多种有效的改进方法,使求解的库群数可达数十个。 四、逐步优化算法(POA算法) 该法适用于求解多阶段动态优化问题,属于DP算法,但POA不需要离散状态变量,且占有内存少,计算速度快,并可获得较精确解。以水库优化调度为例,先假设调度期为n个时段,其调度期初始